Diese erzeugen in gewöhnlichen Elektroautos Gleichspannungen von bis zu 400 V. Für größere Personenwagen sowie Busse benötigt man leistungsfähigere Batterien, die bis zu 1000 V Gleichspannung abgeben. Weit geringere Spannungen zwischen 24 und 48 V genügen für Elektrofahrräder und -motorroller. Die noch meist auf der Bleitechnologie beruhenden Batterien von Gabelstaplern liegen mit rund 80 V Nennspannung im Mittelfeld. Weitere, elektrische Energie verbrauchende Aggregate versorgt bei Elektrofahrzeugen nicht die Antriebsbatterie, sondern eine Zusatzbatterie mit einer Spannung von 12 bis 48 V (Gerigk et al. 1997).
Die ersten, in den frühen 1990er-Jahren von General Motors vorgestellten Antriebsbatterien bestanden noch aus den damals preisgünstigen Bleiakkumulatoren. In einer zweiten Ausführung gelangten dann Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren zum Einsatz (The Economist, 6. März 2008). Einen weiteren Meilenstein stellte die Ende 1997 von Daimler vorgestellte Natrium-Nickelchlorid-Zelle dar, die erstmals einem Fahrzeug zu einer Reichweite von mehr als 200 km verhalf (Daimler, Dezember 1997). Die zur damaligen Zeit noch in den ersten Anfängen steckende Forschung zu Lithium-Ionen-Akkumulatoren für Kraftfahrzeuge stockten dann für mehrere Jahre, da aufgrund der Lockerung der Umweltauflagen in wichtigen Abnehmerländern entsprechende Aktivitäten in der Automobilindustrie auf Eis gelegt wurden.
Antriebsbatterien haben eine deutlich höhere Kapazität als Starterbatterien und sind in einer größeren Zahl verschiedener Bauformen im Handel. Antriebsbatterien müssen für eine lange Lebensdauer ausgelegt sein und sind gegenüber Spannungsspitzen als auch Tiefenentladungen weitgehend stabil. Entwickeln gewöhnliche Starterbatterien Ladungen von 40 bis 100 Ah, so sind diejenigen, die als Antrieb für Gabelstapler und von Personenkraftwagen dienen, wesentlich leistungsfähiger.
Jedoch bestehen an diese auch deutlich erhöhte Anforderungen an die Sicherheit. Meist verzichtet man auf die höchstmögliche Leistung zugunsten einer erprobten und sicheren Zellenchemie, die sich darüber hinaus auch in crashsicheren Batterietrögen unterbringen lässt, die im Unterboden des Fahrzeugs eingebaut sind. Während in vollelektrischen Fahrzeugen Akkuzellen hoher Kapazität eingesetzt werden, die eine gleichmäßige Leistungsentfaltung bei relativ geringen Strömen aufweisen, ist in Hybridfahrzeugen die Antriebsbatterie deutlich schwächer (Corrigan und Masias 2011). Jene wird aber durch in den Bremsen wiedergewonnene Energie zusätzlich gespeist und ist meist eine mit gutem Wirkungsgrad arbeitende Hochstromzelle.
Die Nennkapazität einer Batterie gibt man in Ah an. Jedoch ist die Entladedauer wichtig, während derer die Kapazität der Batterie entnommen werden kann. Diese wird als Zusatz „x“ zur Kennzeichnung C („Capacity“) angegeben, wobei ein kleinerer Zahlenwert günstiger ist, da während einer kürzeren Zeit ein höhere Stromstärke gleichmäßig abgegeben werden kann. Im Falle stark beanspruchter Akkumulatoren gibt man daher meist die Abgabe des Stroms relativ zur Kapazität an. Oft nennt man auch die Gesamtenergie des Akkumulators in kWh. Nur kann eben im Betrieb die Kapazität eines Akkumulators nicht vollständig genutzt werden. Die einzelnen Zellen einer Antriebsbatterie weisen aufgrund der bei ihrer Produktion herrschenden Bedingungen und durch bei ihrer Nutzung auftretenden Einflüsse stets Unterschiede bei Kapazität und emittierten Strömen auf. Dies führt dazu, dass die Kapazität der leistungsfähigsten Zellen nie völlig nutzbar ist, und demgegenüber die schwächsten Zellen oft überlastet bzw. überladen werden (Schoblick 2013). Antriebsakkumulatoren moderner Bauart enthalten daher auch Systeme zum Batteriemanagement und Heizungen. Dies bedeutet, vor allem bei Hinzunahme weiterer innerer Verbraucher, dass die Reichweite der Antriebsbatterie in der kalten Jahreszeit deutlich sinkt (Tschöke 2015; Karle 2017).
Geschlossene Bleiakkumulatoren setzt man nur noch in elektrischen Gabelstaplern ein, da sie auch wegen ihres Gewichts eine stärkere Beladung in Form eines Gegengewichtes erlauben. In Elektrofahrrädern, -rollern und -autos erwiesen sie sich als weniger geeignet. In Elektrofahrrädern und -rollern setzt man meist relativ leichte Lithium-Akkumulatoren ein. Diese werden, wenn auch in deutlich leistungsstärkerer Ausgabe, in elektrisch angetriebenen Autos verwendet. In jedem Fall ist nach Ablauf der Nutzungsdauer eine Wiedergewinnung der in der Batterie verbauten Rohstoffe erforderlich.
Für Bleiakkumulatoren führte die Batterieverordnung zur Erhebung eines Pfands von € 7,50.-/Stück; der Anteil rückgeführter Batterien ist daher sehr hoch (Becker et al. 2019). Wegen ihrer relativ günstigen ökologischen Eigenschaften (Nideröst 2010) wurde auf Lithiumionen-Akkumulatoren bislang noch kein Pfand erhoben. Jedoch besteht ein gewisses Risiko, dass diese Batterien Brände in Fahrzeugen verursachen und diese nur schwierig gelöscht werden können (Keichel und Schwedes 2013; Liaw und Pistoia 2018). 2021 kostete eine kWh bei Lithiumakkumulatoren 97 € (Statista.de (o. J.)). Die Preise für gewöhnliche Lithiumionen-Akkumulatoren sanken in den letzten Jahren deutlich (Seiwert et al. 2013; Taiyou Research 2014; Cobb 2015).
Deutlich verbesserte Lithiumakkumulatoren mit geänderten Elektroden meldete Tesla 2019 zum Patent an. Diese sollten eine Lebensdauer von 20 a und eine Laufleistung von mehr als 1 Mio. Meilen haben (Cohen 2019).
Die führenden Produzenten von Antriebsbatterien weltweit sind Panasonic, LG und Samsung SDI. Panasonic hat mittlerweile einen Marktanteil von über 30 %, beliefert auch Tesla und war am Aufbau der Brandenburger Gigafactory beteiligt. LG mit einem auf ca. 10 % geschätzten Marktanteil ist Zulieferer für Renault und Chevrolet. Für Volkswagen und BMW produziert Samsung SDI. Ebenfalls sind die chinesischen Firmen BYD und A123 zu nennen.
Einzelne Typen von Akkumulatoren Bleiakkumulatoren sollten möglichst nicht zu tief entladen und nach jeder Nutzung zügig wieder mit hoher Stromdichte geladen werden. Systeme zum Management der Batterien gibt es praktisch keine. Im Winter können diese Akkumulatoren ohne Heizung kaum betrieben werden; einen kalten Akkumulator darf man nur mit geringeren Strömen aufladen. Auch muss ein Bleiakkumulator in kürzeren Intervallen auf seine Entladung hin geprüft werden. Ein Ladungsausgleich ist nicht zwischen einzelnen Zellen, sondern nur zwischen Zellblöcken möglich.
Die robusten, oft verwendeten Nickel-Cadmium-Akkumulatoren sind Nasszellen und wurden vor allem in französischen Elektroautos eingesetzt. Da sie aber das giftige Cadmium enthalten, ersetzt man sie zunehmend durch Lithiumionen-Akkumulatoren. Die Nickel-Cadmium-Systeme lädt man nicht nach jedem Gebrauch nach und entlädt sie tiefer, da sie nur dann keinen Memory-Effekt zeigen. Ein Vorteil ist allerdings, dass sie auch sehr beständig gegenüber Kälte sind.
Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren weisen zwar eine hohe Energiedichte auf, nur wurden sie wenig im Automobilbau eingesetzt. Viel stärker ist ihre Verbreitung in Geräten, die an Endverbraucher verkauft werden. Bei Raumtemperatur entfalten dieses Systeme ihre größte Leistung; Erwärmen der Akkumulatoren verkürzt ihre Lebensdauer. Eingebaut wurden sie im Toyota Prius.
Lithiumionen-Akkumulatoren sind seit etwa zehn Jahren die hauptsächlich in Autos eingebauten Antriebssysteme. Die bestmögliche Leistung entwickeln sie, wenn sie nur flach entladen und oft wieder aufgeladen werden. Höhere Temperaturen führen zu einem Verlust an Kapazität infolge Alterung. Nicht alle Bautypen sind beständig gegenüber Frost.